JP3900980B2

JP3900980B2 - Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, and electronic apparatus

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Publication number: JP3900980B2
Application number: JP2002070804A
Authority: JP
Inventors: 城治西村; 信孝浦野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2003270640A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置、液晶装置の製造方法、及びこの液晶装置を備える電子機器に係り、特に、基板間にスペーサーを配設する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶装置として、下基板と上基板とがそれぞれの基板の周縁部においてシール材を介して所定間隔で貼着され、これら一対の基板間に、その基板間隔を均一にするべくスペーサーを多数介在させつつ、液晶層が封入された構成のものがある。なかでも、反射型と透過型の表示方式を兼ね備えた半透過反射型液晶装置は、周囲の明るさに応じて反射モード又は透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができるものである。
【０００３】
このような半透過反射型液晶装置としては、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用のスリットを形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射膜として機能させる構成が知られている。この場合、反射モードでは上基板から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面に配された反射膜により反射され、再び液晶層を通過して上基板側から表示に供される。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜に形成されたスリットから液晶層を通過した後に、上基板側から外部に表示され得る。したがって、反射膜のスリットが形成された領域が透過表示領域で、反射膜のスリットが形成されていない領域が反射表示領域とされている。
【０００４】
上記構成の半透過反射型液晶装置において、例えば液晶層の厚さをｄ₁、液晶の屈折率異方性をΔｎ、これらの積算値として示される液晶のリタデーションをΔｎｄ₁とすると、反射表示を行う部分の液晶のリタデーションΔｎｄ₁は、入射光が液晶層を２回通過してから観測者に到達するので２×Δｎｄ₁で示されるが、透過表示を行う部分の液晶のリタデーションΔｎｄ₁は、バックライトからの光が１回のみ液晶層を通過するので１×Δｎｄ₁となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように反射表示領域と透過表示領域とにおいてリタデーションの値が異なる構造において、液晶層の液晶分子の配向制御を行う場合に、各表示モードで同じ駆動電圧で液晶に電界を印加して配向制御を行うと、高コントラストの表示を得ることができない場合があった。そこで、反射表示領域において下基板の上側にアクリル樹脂層を形成し、液晶層厚を透過表示領域よりも小さくし、リタデーションの最適化を図る技術が提案されている。
【０００６】
この場合、反射表示領域と透過表示領域とにおいて液晶層の層厚が異なる構成とされているため、基板間に上述したスペーサーを配設したとしても、基板間隔すなわち液晶層厚を均一に保つのが困難となる場合がある上、基板間隔の大きい透過領域においてはスペーサーが浮遊状態になり、表示ムラが発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、液晶層を挟持する一対の基板間隔を一層精密に制御することが可能な構成を具備した液晶装置とその製造方法、並びにその液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の基板間に所定の間隔を形成するためのスペーサーが配置された液晶装置であって、液晶層には層厚の異なる少なくとも２つの領域が形成され、相対的に液晶層厚の大きい領域には相対的に高さ寸法の大きいスペーサーが配設される一方、相対的に液晶層厚の小さい領域には相対的に高さ寸法の小さいスペーサーが配設されることを特徴とする。
【０００９】
このような液晶装置によると、異なる液晶層厚を有する各領域において最適な寸法のスペーサーを用いることによりそれぞれの層厚を制御することが一層容易となり、さらに液晶層厚の大きい領域において浮遊するスペーサーをなくすこととなり、ひいては表示ムラ等の発生が少ない優れた表示を提供することが可能となる。
【００１０】
上記一対の基板間には、液晶層において少なくとも層厚の異なる２つの領域を形成するための絶縁層が配設されているものとすることができる。このように絶縁層にて少なくとも層厚の異なる２つの領域を形成すると、確実に液晶層厚の異なる領域、すなわちリタデーションΔｎｄ（ｄ：液晶層の厚さ、Δｎ：液晶の屈折率異方性）の異なる少なくとも２つの領域を形成することが可能となるとともに、上記構成のスペーサーを採用することで、液晶層厚の異なる各領域において所望のリタデーション値の液晶層を精度良く形成することが可能となる。なお、絶縁層は、少なくとも液晶層厚の小さい領域に形成されていればよく、例えば液晶層厚の小さい領域のみに形成したり、あるいは液晶層厚の小さい領域に、液晶層厚の大きい領域における絶縁層よりも層厚の大きい絶縁層を形成することで、層厚の異なる２以上の領域を形成することが可能となる。
【００１１】
上記液晶層厚の相対的に大きい領域を透過表示に利用される透過表示領域とし、一方、液晶層厚の相対的に小さい領域を反射表示に利用される反射表示領域とすることができる。この場合、いわゆるマルチギャップ型の半透過反射型液晶表示となり、透過表示ないし反射表示のいずれを主要目的とするかにより、上述のように異なるスペーサーを使い分けすれば、その主要目的において表示ムラの少ない表示特性に優れた液晶装置を提供可能となる。
【００１２】
なお上記スペーサーは、各領域毎に弾性係数の異なるスペーサーを使用することができる。このような液晶装置によると、各領域毎にスペーサーが異なる機能を発現するものとなる。すなわち、相対的に弾性係数の大きいスペーサーを配設した領域では、相対的に液晶層厚の寸法安定性に優れ、製造時には液晶層厚を所望の寸法に設定し易くなる。一方、相対的に弾性係数の小さいスペーサーを配設した領域では、該スペーサーは、その弾性変形に基づき、スペーサーの浮遊を防止するために基板間に付与される負荷を受け、上記弾性係数の大きいスペーサーの変形を抑えつつ、液晶層厚の微妙な制御を可能とし、液晶層全体の均一化に寄与することとなる。
したがって、特に液晶層を基板間に封入する製造工程において、弾性係数の小さいスペーサーＡとして、該スペーサーＡを配設する領域の液晶層厚よりも大きい高さ寸法のものを適用し、該弾性係数の小さいスペーサーＡを変形させつつ弾性係数の大きいスペーサーＢとともに基板間に封入することで、液晶層厚の誤差を解消し、弾性係数の大きいスペーサーＢを配設する領域において該スペーサーＢの高さ寸法に対応して所望の液晶層厚を高精度で均一に確保することが可能となる。
また、液晶層厚の大きい領域に高さ寸法（本発明に言う高さ寸法とは液晶層厚方向の寸法を言う）の大きいスペーサーを配設し、液晶層厚の小さい領域に高さ寸法の小さいスペーサーを配設したため、スペーサーが浮遊する等の問題も一層生じ難くなり、また、上述したスペーサーの変形も最小限に留めることが可能となり、一層層厚制御の精度が向上するものとなる。
さらに、例えば液晶層厚の大きい領域における表示を重視し、該層厚の大きい領域における液晶層厚を所望の値に設計したい場合には、液晶層厚の小さい領域に弾性係数の小さいスペーサーを、液晶層厚の大きい領域に弾性係数の大きいスペーサーを配設することで、液晶層厚の大きい領域において該液晶層厚を高い精度で定めつつ均一化を図ることが可能となる。すなわち、本発明の液晶装置によると、目的に応じて層厚の異なる各領域のいずれかについて、層厚の設計精度を向上させることが可能となり、ひいては表示ムラ等の発生が少ない表示を提供することが可能となる。
【００１３】
なお、上記スペーサーの表面の一部又は全部に、熱可塑性樹脂が付着しているものとすることができる。このように熱可塑性樹脂をスペーサーの表面に形成し、例えば基板間の所定位置にスペーサーを配設した後に熱処理を施すことにより、基板に対しスペーサーを安定して固着させることが可能となり、例えばスペーサーが浮遊して所定位置からズレてしまう等の不具合発生を一層防止ないし抑制することが可能となる。
【００１４】
次に、上記液晶装置は以下の方法により製造することができる。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にスペーサーを配設するスペーサー配設工程と、該スペーサーを配設した基板と他方の基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、スペーサー配設工程において、基板上の所定領域毎にマスクを施し、マスクの形成されていない領域に所定のスペーサーを選択的に配設する方法を用い、液晶層厚が異なるものとされる少なくとも２つの領域毎に、高さ寸法の異なるスペーサーを選択的に配設することを特徴とする。
【００１５】
このようなマスク配設法（マスク散布法）により、マスク形成の有無に応じて所定領域毎に選択的にスペーサーを配設することが可能となり、すなわち高さ寸法の異なるスペーサーを液晶層厚の異なる領域毎に配設することが可能となる。
【００１６】
一方、上記液晶装置は以下の方法により製造することも可能である。すなわち、製造方法の異なる態様は、一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にスペーサーを配設するスペーサー配設工程と、該スペーサーを配設した基板と他方の基板とを貼り合わせる基板貼合せ工程とを含み、スペーサー配設工程において、スペーサーを所定の溶媒に分散させたスペーサー分散溶液を、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数を任意に設定可能な液滴吐出方式により、基板上の液晶層厚が異なるものとされる各領域毎に、高さ寸法の異なるスペーサーを選択的に吐出し、さらに溶媒を蒸発させることにより、スペーサーを基板上に配設することを特徴とする。
【００１７】
このように、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数が任意に設定できる液滴吐出ノズルを用いる液滴吐出方式によりスペーサーの散布を行うことで、基板上に散布するスペーサーの位置と個数を制御することが可能となる。したがって、液滴吐出方式を採用した本発明の製造方法により、確実に基板上の液晶層厚の異なる各領域毎にスペーサーを配設することが可能となり、ひいては液晶装置において層厚を一層制御することが容易となる。なお、液滴吐出方式としては、例えばインクジェットノズルを用いるインクジェット方式等を例示することができる。
【００１８】
また、本発明の液晶装置は、更に異なる態様の方法により製造することもできる。すなわち、スペーサー配設工程において、フォトリソグラフィ法により、基板上の液晶層厚が異なるものとされる各領域毎に、高さ寸法及び弾性係数の異なるスペーサーを選択的に形成することを特徴とする。このように、フォトレジスト形成、マスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離を含んでなるフォトリソグラフィ工程により、所定領域毎にスペーサーを形成することが可能である。具体的には、液晶層厚の異なる領域の種類数に応じて異なるフォトリソグラフィ工程を複数回行うことで、該液晶層厚の異なる領域毎に、高さ寸法の異なるスペーサーを選択的に形成することが可能となる。
【００１９】
次に、本発明の電子機器は上記のような液晶装置を例えば表示装置として備えることを特徴とする。このように本発明の液晶装置を備えることにより、表示品質の優れた電子機器を提供することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
［液晶装置］
以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの半透過反射型液晶装置である。図１は本実施形態の液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図２はその液晶装置の構造を示す断面図であって、図示上側が反射表示に利用される自然光や照明光等の外光が入射される視認側（観察者側）で、図示下側が透過表示に利用される内部光源からの光が入射される光源側である場合について図示している。また、図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２１】
本実施形態の液晶装置において、図１に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極１０６と当該画素電極１０６への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線１１９が当該ＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線１１９に書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１１９に対してグループ毎に供給される。
【００２２】
また、走査線１１８がＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１１８に対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極１０６はＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、データ線１１９から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００２３】
画素電極１０６を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する対向電極１０５（図２参照）との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極１０６と対向電極１０５との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。
【００２４】
次に、図２に基づいて、本実施形態の液晶装置の断面構造について説明する。実施形態の液晶装置は、図１３に示す断面構造の如く上下に対向配置された透明のガラス等からなる下基板（素子基板）１０２，上基板（対向基板）１０１の間に液晶層１０３が挟持された基本構造を具備している。なお、図面では省略されているが、実際には基板１０１，１０２の周縁部側にシール材が介在されていて、液晶層１０３を基板１０１，１０２とシール材とで取り囲むことにより液晶層１０３が基板１０１，１０２間に封入された状態で挟持されている。また、下方の基板１０２の更に下方側には光源及び導光板等を備えたバックライト（光源）１０４が設けられている。
【００２５】
上基板１０１の上面側（観測者側）には位相差板１１２と偏光板１１３とが配置されるとともに、下基板１０２の下面側（内部光源側）にも位相差板１１４と偏光板１１５とが配置されている。偏光板１１３，１１５は、上面側から入射する外光、及び下面側から入射するバックライト１０４の光に対し一方向の直線偏光のみを透過させ、位相差板１１２，１１４は、偏光板１１３，１１５を透過した直線偏光を円偏光（楕円偏光を含む）に変換する。したがって、偏光板１１３，１１５及び位相差板１１２，１１４は円偏光入射手段として機能している。なお、本実施形態においては、バックライト１０４を備える側を下側とし、一方の外光が入射する側を上側としている。
【００２６】
一方、上基板１０１の液晶層１０３側にはカラーフィルタ１１０を介してＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等からなる対向電極１０５が形成され、さらに対向電極１０５の液晶層１０３側には、この対向電極１０５を覆う態様で配向膜１１１が形成されている。また、下基板１０２の液晶層１０３側には反射層１１６が形成され、この反射層１１６は所定の間隔毎に開口部１１６ａを具備し、その開口部１１６ａが図１３の紙面左右方向及び紙面垂直方向に相互に離間して透過表示領域に対応するように平面視矩形状に分割された態様で複数形成されている。なお、反射層１１６はＡｌ、Ａｇ等の光反射性の、すなわち反射率の高い金属材料により平面視矩形枠状に構成されており、配向膜１１１はポリイミド等の高分子材料膜に対して所定のラビング処理を施したものを用いている。
【００２７】
また、下基板１０２の液晶層１０３側表面にはフロスト加工が施されて凹凸部１０２ｅが形成されており、この凹凸部１０２ｅに沿って反射層１１６の液晶層１０３側表面も凹凸部１１６ｅを形成している。このような基板１０２に対する凹凸形成は、例えば基板１０２となるガラス基板上にレジストを塗布した後にフッ酸を用いたエッチング処理を行い、エッチング処理後にレジストを剥離するフォトリソ工程を行うことで形成することができる。
【００２８】
反射層１１６の上層側には、液晶層３について層厚の大きな領域と層厚の小さな領域とを基板面方向にそれぞれ形成するための液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが、所定の間隔毎に突出形態にて形成されている。液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂは、アクリル樹脂等の透光性絶縁材料を主体として構成されており、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂにより反射層１１６の上面が覆われるとともに、凸状の各液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの間には凹状部１２２ａが形成され、すなわち段差部が形成される。
【００２９】
また、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂは、凹状部１２２ａの谷底たる凹状底面１２３から１０°〜８０°の角度で傾斜した傾斜面１２４を備えた傾斜領域と、凸状部の丘部分たる平坦面１２５を備えた平坦領域とを有している。したがって、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂは、傾斜領域において自身の層厚が平面方向に連続的に変化するものとされており、平坦領域において自身の層厚が平面方向に略均一な構成とされている。なお、これら傾斜領域と平坦領域とは隣接して、傾斜面と平坦面とが連続するべく形成されている。
【００３０】
液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの液晶層１０３側の表面、及び凹状部１２２ａの底面（すなわち下基板１０２の凹部１２２ａが形成されている面）１２３には画素電極１０６が形成され、画素電極１０６の上には電極を覆う態様で配向膜１０７が形成されている。画素電極１０６は例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等を用いることができ、配向膜１０７は例えばポリイミド等の高分子材料膜に対して所定のラビング処理を施したものを用いることができる。なお、画素電極１０６は図３に示すスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１７により駆動制御され、したがって本実施形態では下側の電極１０６が画素電極、上側の電極１０５が対向電極、さらに下基板１０２が素子基板、上基板１０１が対向基板とされている。この場合、薄膜トランジスタ１１７等のＴＦＴ素子３０（図１参照）は例えば下基板１０２側に形成することができるが、本実施形態では図示を省略している。
【００３１】
次に、本実施形態の液晶装置では、液晶層１０３において表示に利用される領域が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔを含み、これらの表示部がそれぞれ異なる液晶層厚で形成されている。具体的には、上述の液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが反射表示領域Ｒに形成され、凹状部１２２ａが透過表示領域Ｔに形成されており、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの形成に基づき反射表示領域Ｒにおける液晶層１０３の厚さが、透過表示領域Ｔにおける液晶層１０３の厚さよりも小さく構成されている。すなわち、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの厚さが反射表示領域Ｒにて大きく構成され、透過表示領域Ｔにて小さく若しくは非形成とされて、この厚みに基づき反射表示領域Ｒにおける液晶層厚が小さくされ、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが反射表示領域Ｒの液晶層１０３を薄層化する反射側液晶層薄層化手段として機能している。
【００３２】
ここで、反射表示領域Ｒには上述の反射層１１６が形成され、反射層１１６の開口部１１６ａの開口縁が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの境界部とされている。したがって、透過表示領域Ｔは開口部１１６ａに形成され、この開口部１１６ａを介してバックライト１０４から光が入射され、入射光は液晶層１０３を通過して透過表示に供されるものとされている。
【００３３】
また、反射層１１６において開口部１１６ａの開口縁は、上記液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの傾斜面１２４を備えた傾斜領域に形成されており、この傾斜領域は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部を含む構成とされている。したがって、液晶層１０３の層厚は、傾斜領域の傾斜面１２４に沿って、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近において連続的に変化している。具体的には、凹状部１２２ａの底面１２３若しくは傾斜面１２４の上層に位置する液晶層１０３の層厚は、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの平坦面１２５の上層に位置する液晶層１０３の層厚よりも大きくされている。
【００３４】
次に、図３は図２に示した液晶装置の画素電極１０６の平面模式図であって、本実施形態の液晶装置において表示領域は図３に示すように多数の画素ｇが集合して構成され、各画素ｇは画素電極１０６を平面視した場合に縦長の３つの画素電極１０６が集合した略正方形状の部分により区画される。本実施形態の液晶装置はカラー表示を前提とした構造とされているので、具体的には図３に示す３つの画素電極１０６で区画される平面視略正方形状の１つの画素ｇが、３つのドットｇ１、ｇ２、ｇ３に分割されている。そして、これらのドットｇ１〜ｇ３に対応する画素電極１０６の中央部分にそれぞれ長方形状の凹状部１２２ａが形成され、これら凹状部１２２ａの底側にも画素電極１０６が形成されている。この長方形状の凹状部１２２ａにおいて、四辺各部において上述の傾斜面１２４を備えており、その内縁が透過表示領域Ｔとされている。
【００３５】
反射層１１６に形成された開口部１１６ａの大きさは、ドットｇ１、ｇ２、ｇ３のいずれか１つの大きさに対し、各ドットの縦幅と横幅をいずれも数分の一程度とした大きさに形成される。また、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の横幅は、例えば８０μｍとされており、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３にて構成される画素ｇの横幅は例えば２４０μｍとされ、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の縦幅、すなわち画素ｇの縦幅は例えば２４０μｍとされている。なお、開口部１１６ａの開口横幅は例えば３０μｍ、開口縦幅は例えば１００μｍ程度とすることができる。
【００３６】
各ドットの周囲のコーナ部分には、画素電極１０６を駆動するためのスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１１７が形成され、更に薄膜トランジスタ１１７に給電するための走査線１１８とデータ線１１９とが配線されている。なお、本実施形態ではスイッチング素子として薄膜トランジスタ１１７が設けられているが、このスイッチング素子として２端子型の線形素子、あるいは、その他の構造のスイッチング素子を適用することも可能である。
【００３７】
また、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の平面位置に対応するようにカラーフィルタ１１０（図２参照）の各着色部分が配置される。カラーフィルタ１１０は「Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）」のいずれかに着色された着色部１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃと、これら着色部の境界部分に配置された遮光層（ブラックマトリクス）１１０ａとから構成されている。なお、図２に示すカラーフィルタ１１０の構造においては、着色部が１１０Ａ（赤）、１１０Ｂ（緑）、１１０Ｃ（青）の順に繰り返し配列されているが、これら着色部の配列順序は一例であって、ランダム配置、モザイク配置、あるいは他の順序の配列等、いずれの配列であっても良い。
【００３８】
次に、本実施形態の半透過反射型液晶装置においては、図４に示すように、液晶層１０３を挟持する上下の基板間、すなわち配向膜等を備えた上基板１０１と下基板１０２との間に、これら基板間隔を均一にするべく球状のスペーサー１５、１６が配設されている。本実施形態の場合、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂの凸状部の丘部分、すなわち段差部の段上に相対的に径の小さい小径スペーサー１５が配設され、一方、凹状部１２２ａには相対的に径の大きい大径スペーサー１６が配設されている。
【００３９】
また、これらスペーサー１５，１６は、それぞれ弾性係数が異なるものとされ、本実施形態では、例えば大径のスペーサー１６の弾性係数が小さいものを用いている。具体的には、以下のような条件で弾性係数が異なるものを用いることができる。
【００４０】
まず、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された反射表示領域において液晶層厚の精度を向上させ、該反射の表示を重視したいものとする。そして、反射表示領域及び透過表示領域における液晶層厚を想定した後、用いるスペーサーを決定する。反射表示領域に対しては、弾性係数の大きいスペーサー（硬質シリカ球）であって、設定した液晶層厚の寸法のものを採用する。一方、透過表示領域においては若干の変形を見込み、弾性係数の小さいスペーサー（軟質シリカ球）であって、設定した液晶層厚より若干大きいものを採用する。
【００４１】
具体的には、図５のグラフに示すような変形挙動を示す硬質シリカ球及び軟質シリカ球をそれぞれ採用し、液晶を一対の基板にて挟持させる場合に、例えば基板間にスペーサーを挟持させる際の負荷圧力を例えば０．０４（ｇｆ／ｃｍ²）に設定する。この場合、軟質シリカ球においては０．１５μｍだけ弾性変形し、硬質シリカ球においては殆ど変形しないものとされている。
【００４２】
したがって、製造時には、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂを含む反射表示領域Ｒにおいては、スペーサー１５の変形が小さく、基板間隔すなわち液晶層厚を精密に設計することが可能となる一方、凹状部１２２ａにおいては、スペーサー１６の変形が大きく、基板間隔（液晶層厚）の微妙な制御が可能となる。この場合、図６に更に詳細に示すように、スペーサー１６は若干歪んだ球状である一方、スペーサー１５は殆ど歪みがない球状とされている。
【００４３】
なお、これらスペーサー１５，１６は、例えば二酸化珪素やポリスチレン等からなる球状部材にて構成することができる。スペーサー１５，１６の直径は、液晶装置に封入される液晶層１０３の厚み（セル厚）に合わせてそれぞれ設定され、例えば１．０〜８．０（μｍ）の範囲内から選択されるものであって、本実施形態の場合は、例えばスペーサー１５が３．２μｍ、スペーサー１６が５．５μｍとされている。
【００４４】
また、スペーサー１５，１６としては、表面に熱可塑性樹脂が付与された構成のものを採用することもできる。この場合、例えば後述する製造時において基板の所定位置にスペーサー１５，１６を配設した後に熱処理を施すことにより、基板に対しスペーサー１５，１６を安定して固着させることが可能となり、例えばスペーサー１５，１６が浮遊して所定位置からズレてしまう等の不具合発生を一層防止ないし抑制することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態においてはスペーサーの構成が特徴的なものであるが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでもなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、本実施形態ではアクティブマトリクスタイプの液晶装置を例示したが、例えば単純マトリクスタイプの液晶装置にも本発明に係る構成を採用することも可能である。また、本実施形態ではカラー表示を前提としてカラーフィルタを具備する構成のものを例示したが、白黒表示を行う液晶表示装置に本発明の構成を採用することも可能である。
【００４６】
［液晶装置の製造方法］
次に、上記実施形態に示した液晶装置の製造方法について、幾つかの例を図７ないし図１０を参照しつつ説明する。
まず、図７は本発明の液晶装置の製造方法の一例について概略を示す断面模式図である。この場合の製造方法においては、プレ基板を予め作成する。まず、ガラス等からなる下基板１０２にＴＦＴ素子３０を具備させ、その下基板１０２上にフッ酸等によるエッチング処理等により凹凸部を形成し、反射表示領域に対応する領域に反射層１１６を形成するとともに、この反射層１１６にもエッチング処理等により凹凸部を形成する。その後、反射層１１６の上層であって且つ反射層非形成領域（透過表示領域）の一部に跨って液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂを形成し、この液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ及び下基板１０２の上層に画素電極１０６及び配向膜１０７を形成したプレ下基板を予め作成する。なお、この場合、反射層１１６、画素電極１０６はそれぞれ例えば真空蒸着法或いはスパッタリング法により成膜することが可能で、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ、配向膜１０７は例えば塗布形成により成膜することが可能であり、それぞれエッチング処理等により所定形状に加工される。
【００４７】
このように予め用意したプレ基板に対し、図７に示すようにスペーサーを配設する（スペーサー配設工程）。この場合、プレ基板上の所定領域毎にマスク２７５，２７６を施し、マスク２７５，２７６の形成されていない領域に所定のスペーサー１５，１６を選択的に配設する。具体的には、まず、図７（ａ）に示すように凹状部１２２ａに対応する領域に、すなわち透過表示領域に対応する領域にマスク２７５を施し、高弾性係数のスペーサー１５を配設する。次に、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂに対応する領域に、すなわち反射表示領域に対応する領域にマスク２７６を施し、大径且つ低弾性係数のスペーサー１６を配設する。このようにして液晶層厚が異なるものとされる２つの領域毎に、球径及び弾性係数の異なるスペーサー１５とスペーサー１６をそれぞれ選択的に配設する。
【００４８】
このように各領域毎にスペーサー１５，１６を配設したプレ基板と、上基板１０１にカラーフィルタ１１０，対向電極１０５、配向膜１１１を積層した対向側プレ基板とを、両基板間に液晶材料を挟持させつつ貼り合わせを行う（基板貼合せ工程）。このような工程により、上記実施形態に示したような、領域毎に異なるスペーサーが配設された構成の液晶装置が製造される。
【００４９】
次に、図８は同じく本発明の液晶装置の製造方法の一例について概略を示す断面模式図である。この場合も、上記同様、ＴＦＴ素子３０を具備する下基板１０２上に反射層１１６、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ、画素電極１０６、配向膜１０７を積層したプレ基板を予め用意する。
【００５０】
用意したプレ基板に対し、図８に示すようにフォトリソグラフィ法によりスペーサーを配設する（スペーサー配設工程）。この場合、まず、図８（ａ）に示すように配向膜１０７の上層に、相対的に弾性係数の大きい材料にてフォトレジスト２８０を形成し、その後、液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された領域にスペーサー１５を形成すべく所定領域へのマスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離により、図８（ｂ）に示すスペーサー１５を液晶層層厚制御層（絶縁層）１２２ｂ上に形成する。なお、この場合、形成されるスペーサー１５は柱状物となる。
【００５１】
一方、相対的に弾性係数の小さい材料にてフォトレジストを形成し、同様のマスク露光、現像、エッチング、レジスト剥離により、凹状部１２２ａが形成された領域にスペーサー１６を形成する。この場合のスペーサー１６も柱状物であって、その柱状物上面が、図８（ｂ）の工程おいて形成したスペーサー１５の上面よりも若干低くなるように形成されている。
【００５２】
このようにして液晶層厚が異なるものとされる２つの領域毎に、高さ寸法及び弾性係数の異なるスペーサー１５とスペーサー１６をそれぞれ選択的に配設し、プレ基板を作成する。その後、このように各領域毎にスペーサー１５，１６を配設したプレ基板と、上基板１０１にカラーフィルタ１１０，対向電極１０５、配向膜１１１を積層した対向側プレ基板とを、両基板間に液晶材料を挟持させつつ貼り合わせを行う（基板貼合せ工程）。このような工程により、上記実施形態に示したような、領域毎に異なるスペーサーが配設された構成の液晶装置が製造される。
【００５３】
さらに、図９及び図１０に示すようなインクジェットノズル３００を用いたインクジェット方式により異なるスペーサー１５，１６を所定領域毎に配設することも可能である。インクジェット方式とは、インクジェットプリンター等に用いられる方式であって、分散液等の対象物を所定位置に散布するのに用いられる。具体的には、スペーサー１５の分散液を液晶層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された領域（反射表示領域）に散布し、またスペーサー１６の分散液を凹状部１２２ａが形成された領域（透過表示領域）に散布して、溶媒を揮発させることにより各スペーサー１５，１６を所定領域に配設することが可能となる。
【００５４】
このようなインクジェット方式によりスペーサー１５，１６をそれぞれ所定領域に配設したプレ基板と、上基板１０１にカラーフィルタ１１０，対向電極１０５、配向膜１１１を積層した対向側プレ基板とを、両基板間に液晶材料を挟持させつつ貼り合わせ、上記実施形態に示したような、領域毎に異なるスペーサーが配設された構成の液晶装置が製造することができる。
【００５５】
以下、インクジェット方式について説明する。まず、本実施形態においては、水、フロン、イソプロピルアルコール、エタノール等から選択される単一の溶媒又は２種以上の混合溶媒に、スペーサー１５ないしスペーサー１６を超音波等により所定の濃度で均一に分散したスペーサー分散溶液Ｘ，Ｙを用意する。その後、図９及び図１０に示すようなインクジェットノズル３００を用いることにより、これらスペーサー分散溶液Ｘと、スペーサー分散溶液Ｙとをプレ基板上に吐出する。このとき、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数を任意に設定可能で、プレ基板上の所定位置に所定量のスペーサー分散溶液を吐出可能とされている。
【００５６】
図９及び図１０は、それぞれインクジェットノズル３００の斜視図及び断面図を示している。図示の通り、インクジェットノズル３００は、例えばステンレス製のノズルプレート３１０と振動板３２０とを備え、両者は仕切部材（リザーバプレート）３３０を介して接合されている。ノズルプレート３１０と振動板３２０との間には、仕切部材３３０によって複数の空間３４０と液溜まり３５０とが形成されている。各空間３４０と液溜まり３５０の内部は上述のスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙが満たされており、各空間３４０と液溜まり３５０とは供給口３６０を介して連通している。さらに、ノズルプレート３１０には、空間３４０からスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙを噴射するためのノズル孔３７０が設けられている。一方、振動板３２０には液溜まり３５０にスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙを供給するための孔３８０が形成されている。
【００５７】
また、図１０に示すように、振動板３２０の空間３４０に対向する面と反対側の面上には圧電素子３９０が接合されている。この圧電素子３９０は一対の電極４００の間に位置し、通電すると圧電素子３９０が外側に突出するように撓曲し、同時に圧電素子３９０が接合されている振動板３２０も一体となって外側に撓曲する。これによって空間３４０の容積が増大する。したがって、空間３４０内に増大した容積分に相当するスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙが液溜まり３５０から供給口３６０を介して流入する。次に、圧電素子３９０への通電を解除すると、圧電素子３９０と振動板３２０はともに元の形状に戻る。これにより、空間３４０も元の容積に戻るため、空間３４０内部のスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙの圧力が上昇し、ノズル孔３７０から基板に向けてスペーサー分散溶液Ｘ、又はスペーサー分散溶液Ｙの液滴４１０が吐出される。
【００５８】
このようなインクジェット方式を用いたスペーサー配設方法によれば、スペーサー１５、スペーサー１６の配設位置を制御することができ、具体的にはスペーサー１５が液晶層厚制御層（絶縁層）１２２ｂが形成された領域（反射表示領域）に、スペーサー１６が凹状部１２２ａが形成された領域（透過表示領域）に配設された構成の液晶装置を提供することが可能となる。
【００５９】
［電子機器］
次に、上記実施の形態で示した液晶装置のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
【００６０】
図１１（ａ）は携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えた液晶表示部を示している。
【００６１】
図１１（ｂ）はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理本体、符号６０２は上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えた液晶表示部を示している。
【００６２】
図１１（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えた液晶表示部を示している。
【００６３】
このように、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えたものであるので、表示ムラ等の発生が少ない表示品質に優れた電子機器となる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶層を挟持する一対の基板間間隔を均一に保持するためのスペーサーが配置された液晶装置において、相対的に液晶層厚の大きい領域に相対的に高さ寸法の大きいスペーサーを配設し、相対的に液晶層厚の小さい領域に相対的に高さ寸法の小さいスペーサーを配設する構成としたために、液晶層厚を一層高い精度で制御することが可能となり、したがって、表示ムラ等の表示不良が一層生じ難い液晶装置を提供することが可能となる。また、液晶層厚の小さい領域を反射表示領域、液晶層厚の大きい領域を透過表示領域とし、反射表示と透過表示のいずれを重視した表示装置とするかによって、弾性係数を各領域で異なるものとすることで、重視する表示領域において液晶層厚を一層高精度に制御することが可能となり、視認性に優れた表示を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態たる液晶装置におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図。
【図２】図１の液晶装置の断面構造について示す断面模式図。
【図３】図１の液晶装置の画素電極を拡大して示す部分拡大平面図。
【図４】スペーサーの配設位置関係について示す概略説明図。
【図５】異なる２種のスペーサーについての適用条件を示す説明図。
【図６】基板間に挟持されたスペーサーの構成について示す概略説明図。
【図７】本実施形態の液晶装置の製造方法について一例を示す説明図。
【図８】本実施形態の液晶装置の製造方法について異なる例を示す説明図。
【図９】インクジェットノズルの一例を示す概略斜視図。
【図１０】図９のインクジェットノズルについての概略断面図。
【図１１】本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。
【符号の説明】
１５，１６スペーサー
１０３液晶層
１０１上基板（対向基板）
１０２下基板（ＴＦＴアレイ基板、素子基板）
１２２ａ液晶層層厚制御層（絶縁層）
１２２ｂ凹状部
Ｒ反射表示領域
Ｔ透過表示領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device, a method for manufacturing the liquid crystal device, and an electronic apparatus including the liquid crystal device, and more particularly to a technique for disposing a spacer between substrates.
[0002]
[Prior art]
As a conventional liquid crystal device, a lower substrate and an upper substrate are attached to each peripheral edge of each substrate at a predetermined interval via a sealing material, and a large number of spacers are provided between the pair of substrates to make the substrate interval uniform. There is a configuration in which a liquid crystal layer is sealed while being interposed. In particular, transflective liquid crystal devices that have both reflective and transmissive display modes can reduce power consumption by switching to either reflective or transmissive mode depending on the surrounding brightness. However, a clear display can be performed even when the surroundings are dark.
[0003]
Such a transflective liquid crystal device has a configuration in which a reflective film in which a slit for light transmission is formed on a metal film such as aluminum is provided on the inner surface of the lower substrate, and this reflective film functions as a transflective film. Are known. In this case, in the reflection mode, external light incident from the upper substrate passes through the liquid crystal layer, is reflected by the reflection film disposed on the inner surface of the lower substrate, passes through the liquid crystal layer again, and is provided for display from the upper substrate side. The On the other hand, in the transmissive mode, light from the backlight incident from the lower substrate side can be displayed outside from the upper substrate side after passing through the liquid crystal layer through the slit formed in the reflective film. Therefore, a region where the slit of the reflective film is formed is a transmissive display region, and a region where the slit of the reflective film is not formed is a reflective display region.
[0004]
In the transflective liquid crystal device having the above configuration, for example, the thickness of the liquid crystal layer is d. ₁ The refractive index anisotropy of the liquid crystal is Δn, and the retardation of the liquid crystal expressed as an integrated value of these is Δnd ₁ Then, the retardation Δnd of the liquid crystal of the portion that performs the reflective display ₁ Is 2 × Δnd because the incident light reaches the observer after passing through the liquid crystal layer twice. ₁ The retardation Δnd of the liquid crystal in the portion where transmissive display is performed ₁ 1 × Δnd because the light from the backlight passes through the liquid crystal layer only once ₁ It becomes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the structure where the retardation value is different between the reflective display area and the transmissive display area, when controlling the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer, the orientation control is performed by applying an electric field to the liquid crystal with the same driving voltage in each display mode. In some cases, high contrast display could not be obtained. In view of this, a technique has been proposed in which an acrylic resin layer is formed on the upper side of the lower substrate in the reflective display region, the liquid crystal layer thickness is made smaller than that in the transmissive display region, and the retardation is optimized.
[0006]
In this case, the reflective display region and the transmissive display region have different liquid crystal layer thicknesses, so that the substrate spacing, that is, the liquid crystal layer thickness can be kept uniform even if the spacers described above are provided between the substrates. In some cases, the spacers are in a floating state in a transmission region having a large substrate interval, and display unevenness may occur.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and includes a liquid crystal device having a configuration capable of more precisely controlling the distance between a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer, a manufacturing method thereof, and An object is to provide an electronic device including the liquid crystal device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal device in which a spacer for forming a predetermined interval is disposed between a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer, and the liquid crystal layer has a layer thickness. At least two regions having different thicknesses are formed, and a spacer having a relatively large height is disposed in a region having a relatively large liquid crystal layer thickness, while a region having a relatively small liquid crystal layer thickness is relatively disposed. A spacer having a small height is disposed on the surface.
[0009]
According to such a liquid crystal device, it is easier to control the thickness of each layer by using a spacer having an optimal dimension in each region having different liquid crystal layer thicknesses, and further, the spacer that floats in a region where the liquid crystal layer thickness is large. Thus, it is possible to provide an excellent display with less display unevenness.
[0010]
An insulating layer for forming at least two regions having different layer thicknesses in the liquid crystal layer may be disposed between the pair of substrates. Thus, when at least two regions having different layer thicknesses are formed in the insulating layer, the regions having different liquid crystal layer thicknesses, ie, retardation Δnd (d: thickness of liquid crystal layer, Δn: refractive index anisotropy of liquid crystal) It is possible to form at least two regions having different retardations and to form a liquid crystal layer having a desired retardation value with high accuracy in each region having a different liquid crystal layer thickness by employing the spacer having the above-described configuration. Become. Note that the insulating layer only needs to be formed at least in a region where the liquid crystal layer thickness is small. For example, the insulating layer is formed only in a region where the liquid crystal layer thickness is small, or in a region where the liquid crystal layer thickness is small. By forming an insulating layer having a larger layer thickness than the insulating layer, two or more regions having different layer thicknesses can be formed.
[0011]
The region having a relatively large liquid crystal layer thickness can be used as a transmissive display region used for transmissive display, while the region having a relatively small liquid crystal layer thickness can be used as a reflective display region used for reflective display. In this case, a so-called multi-gap type transflective liquid crystal display is obtained, and if different spacers are used properly as described above depending on whether the transmissive display or the reflective display is the main purpose, there is little display unevenness in the main purpose. A liquid crystal device having excellent display characteristics can be provided.
[0012]
In addition, the said spacer can use the spacer from which an elastic coefficient differs for every area | region. According to such a liquid crystal device, the spacers exhibit different functions for each region. That is, in a region where a spacer having a relatively large elastic coefficient is provided, the liquid crystal layer thickness is relatively excellent in dimensional stability, and the liquid crystal layer thickness can be easily set to a desired size during manufacturing. On the other hand, in a region where a spacer having a relatively small elastic coefficient is disposed, the spacer receives a load applied between the substrates to prevent the spacer from floating based on the elastic deformation, and the spacer has a large elastic coefficient. While suppressing the deformation of the spacer, it is possible to finely control the thickness of the liquid crystal layer, which contributes to uniformization of the entire liquid crystal layer.
Therefore, particularly in the manufacturing process in which the liquid crystal layer is sealed between the substrates, the spacer A having a small elastic modulus is applied with a height dimension larger than the liquid crystal layer thickness in the region where the spacer A is disposed, and the elastic modulus is applied. The spacer A having a small elastic modulus is deformed and sealed between the substrates together with the spacer B having a large elastic coefficient, so that the error of the liquid crystal layer thickness is eliminated, and the height of the spacer B in the region where the spacer B having the large elastic coefficient is disposed. It becomes possible to ensure a desired liquid crystal layer thickness uniformly with high accuracy corresponding to the dimensions.
In addition, a spacer having a large height dimension (the height dimension in the present invention refers to a dimension in the liquid crystal layer thickness direction) is disposed in a region where the liquid crystal layer thickness is large, and the height dimension is disposed in a region where the liquid crystal layer thickness is small. Since the small spacers are provided, problems such as floating of the spacers are less likely to occur, and the deformation of the spacers described above can be kept to a minimum, thereby further improving the accuracy of the layer thickness control.
Further, for example, when emphasizing display in a region where the liquid crystal layer thickness is large and designing the liquid crystal layer thickness in the region where the layer thickness is large to a desired value, a spacer having a small elastic coefficient is provided in the region where the liquid crystal layer thickness is small. By disposing a spacer having a large elastic coefficient in a region where the liquid crystal layer thickness is large, it is possible to achieve uniformity while determining the liquid crystal layer thickness with high accuracy in the region where the liquid crystal layer thickness is large. That is, according to the liquid crystal device of the present invention, it is possible to improve the design accuracy of the layer thickness for any of the regions having different layer thicknesses according to the purpose, and thus provide a display with less display unevenness. It becomes possible.
[0013]
In addition, a thermoplastic resin can be attached to part or all of the surface of the spacer. By forming a thermoplastic resin on the surface of the spacer in this way and arranging the spacer at a predetermined position between the substrates and then performing a heat treatment, the spacer can be stably fixed to the substrate. It is possible to further prevent or suppress the occurrence of problems such as floating and shifting from a predetermined position.
[0014]
Next, the liquid crystal device can be manufactured by the following method. That is, in the method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention, a spacer disposing step of disposing a spacer on at least one of a pair of substrates, and bonding the substrate on which the spacer is disposed to the other substrate is bonded. Including a substrate laminating step, and in the spacer disposing step, a liquid crystal layer thickness is obtained by applying a mask to each predetermined region on the substrate and selectively disposing the predetermined spacer in the region where the mask is not formed. It is characterized in that spacers having different height dimensions are selectively disposed in each of at least two regions that are different from each other.
[0015]
By such a mask arrangement method (mask spraying method), it becomes possible to selectively arrange spacers for each predetermined region depending on whether or not a mask is formed. That is, spacers having different height dimensions have different liquid crystal layer thicknesses. It becomes possible to arrange | position for every area | region.
[0016]
On the other hand, the liquid crystal device can also be manufactured by the following method. That is, a different aspect of the manufacturing method includes a spacer disposing step of disposing a spacer on at least one of the pair of substrates, and substrate bonding for bonding the substrate on which the spacer is disposed to the other substrate. A spacer dispersion solution in which a spacer is dispersed in a predetermined solvent in a spacer disposing step on a substrate by a droplet discharge method in which the discharge position and the number of discharges of discharged droplets can be arbitrarily set. The spacers are disposed on the substrate by selectively ejecting spacers having different heights and evaporating the solvent for each of the regions having different liquid crystal layer thicknesses.
[0017]
In this way, by dispersing the spacers by a droplet ejection method using a droplet ejection nozzle in which the ejection position and the number of ejections of the ejected droplets can be arbitrarily set, the position and number of spacers to be dispersed on the substrate can be determined. It becomes possible to control. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention adopting the droplet discharge method, it is possible to reliably arrange the spacers in the respective regions having different liquid crystal layer thicknesses on the substrate, thereby further controlling the layer thickness in the liquid crystal device. It becomes easy. In addition, as a droplet discharge system, the inkjet system using an inkjet nozzle etc. can be illustrated, for example.
[0018]
In addition, the liquid crystal device of the present invention can be manufactured by a method of a further different aspect. That is, in the spacer disposing step, spacers having different height dimensions and elastic coefficients are selectively formed for each region where the thickness of the liquid crystal layer on the substrate is different by photolithography. . As described above, it is possible to form a spacer for each predetermined region by a photolithography process including photoresist formation, mask exposure, development, etching, and resist peeling. Specifically, spacers having different height dimensions are selectively formed for each region having different liquid crystal layer thicknesses by performing a plurality of different photolithography processes according to the number of types of regions having different liquid crystal layer thicknesses. It becomes possible.
[0019]
Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal device as a display device, for example. Thus, by providing the liquid crystal device of the present invention, it is possible to provide an electronic device with excellent display quality.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Liquid Crystal Device]
The liquid crystal device of the present embodiment shown below is an active matrix type transflective liquid crystal device using TFT (Thin Film Transistor) elements as switching elements. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines and the like in a plurality of pixels arranged in a matrix of the liquid crystal device of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal device. The upper side in the figure is the viewing side (observer side) on which external light such as natural light or illumination light used for reflection display is incident, and the lower side in the figure is transmitted. The case where it is the light source side into which the light from the internal light source utilized for a display injects is shown in figure. Further, in the drawings, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing.
[0021]
In the liquid crystal device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix include a pixel electrode 106 and a TFT element 30 that is a switching element for controlling energization of the pixel electrode 106. Are formed, and a data line 119 to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT element 30. Image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 119 are supplied line-sequentially in this order, or are supplied to each of a plurality of adjacent data lines 119 for each group.
[0022]
The scanning lines 118 are electrically connected to the gates of the TFT elements 30, and scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 118 in a pulse-sequential manner at a predetermined timing. The Further, the pixel electrode 106 is electrically connected to the drain of the TFT element 30, and the image signal S1, S2,... Supplied from the data line 119 is turned on by turning on the TFT element 30 as a switching element for a certain period. , Sn is written at a predetermined timing.
[0023]
Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 106 are held for a certain period with a counter electrode 105 (see FIG. 2) described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. Here, in order to prevent the retained image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 106 and the counter electrode 105.
[0024]
Next, a cross-sectional structure of the liquid crystal device of the present embodiment will be described based on FIG. In the liquid crystal device according to the embodiment, a liquid crystal layer 103 is sandwiched between a lower substrate (element substrate) 102 and an upper substrate (counter substrate) 101 made of transparent glass or the like that are vertically opposed to each other as in the cross-sectional structure shown in FIG. The basic structure is provided. Although not shown in the drawings, a sealing material is actually interposed on the peripheral edge side of the substrates 101 and 102, and the liquid crystal layer 103 is surrounded by the substrates 101 and 102 and the sealing material. It is sandwiched between the substrates 101 and 102 in a sealed state. Further, a backlight (light source) 104 including a light source, a light guide plate, and the like is provided on the lower side of the lower substrate 102.
[0025]
A phase difference plate 112 and a polarizing plate 113 are disposed on the upper surface side (observer side) of the upper substrate 101, and a phase difference plate 114 and a polarizing plate 115 are also disposed on the lower surface side (internal light source side) of the lower substrate 102. Is arranged. The polarizing plates 113 and 115 transmit only linearly polarized light in one direction with respect to the external light incident from the upper surface side and the light of the backlight 104 incident from the lower surface side. The linearly polarized light transmitted through 115 is converted into circularly polarized light (including elliptically polarized light). Therefore, the polarizing plates 113 and 115 and the retardation plates 112 and 114 function as circularly polarized light incident means. In the present embodiment, the side provided with the backlight 104 is the lower side, and the side on which one external light is incident is the upper side.
[0026]
On the other hand, a counter electrode 105 made of ITO (Indium-Tin-Oxide) or the like is formed on the liquid crystal layer 103 side of the upper substrate 101 via a color filter 110, and further, the counter electrode 105 is formed on the liquid crystal layer 103 side of the counter electrode 105. An alignment film 111 is formed so as to cover the electrode 105. In addition, a reflective layer 116 is formed on the liquid crystal layer 103 side of the lower substrate 102, and the reflective layer 116 has openings 116a at predetermined intervals, and the openings 116a are in the horizontal direction in FIG. A plurality of pixels are formed in such a manner that they are divided in a rectangular shape in plan view so as to correspond to the transmissive display area while being separated from each other in the direction. The reflective layer 116 is configured in a rectangular frame shape in plan view with a metal material having high light reflectivity, such as Al, Ag, and the like, and the alignment film 111 has a predetermined shape with respect to a polymer material film such as polyimide. What was rubbed is used.
[0027]
Further, the surface of the lower substrate 102 on the liquid crystal layer 103 side is subjected to frost processing to form an uneven portion 102e, and the surface of the reflective layer 116 on the liquid crystal layer 103 side also forms an uneven portion 116e along the uneven portion 102e. is doing. Such uneven formation on the substrate 102 is formed, for example, by applying a resist on a glass substrate to be the substrate 102, performing an etching process using hydrofluoric acid, and performing a photolithography process for removing the resist after the etching process. Can do.
[0028]
On the upper layer side of the reflective layer 116, a liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b for forming a region having a large layer thickness and a region having a small layer thickness in the substrate surface direction for the liquid crystal layer 3, respectively, It is formed in a protruding form at every interval. The liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b is mainly composed of a translucent insulating material such as acrylic resin, and the upper surface of the reflective layer 116 is covered by the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b. In addition, a concave portion 122a is formed between the convex liquid crystal layer thickness control layers (insulating layers) 122b, that is, a step portion is formed.
[0029]
In addition, the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b includes an inclined region including an inclined surface 124 inclined at an angle of 10 ° to 80 ° from the concave bottom surface 123 that is a valley bottom of the concave portion 122a, and a convex portion hill. And a flat region having a flat surface 125 as a part. Therefore, the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b has its layer thickness continuously changing in the plane direction in the inclined region, and its layer thickness is substantially uniform in the plane direction in the flat region. It is made into the composition. The inclined region and the flat region are adjacent to each other so that the inclined surface and the flat surface are continuous.
[0030]
A pixel electrode 106 is formed on the surface of the liquid crystal layer layer thickness control layer (insulating layer) 122b on the liquid crystal layer 103 side and the bottom surface of the concave portion 122a (that is, the surface on which the concave portion 122a of the lower substrate 102 is formed) 123, An alignment film 107 is formed on the pixel electrode 106 so as to cover the electrode. For example, ITO (Indium-Tin-Oxide) or the like can be used for the pixel electrode 106, and an alignment film 107 obtained by performing a predetermined rubbing process on a polymer material film such as polyimide can be used. The pixel electrode 106 is driven and controlled by a thin film transistor 117 as a switching element shown in FIG. 3. Therefore, in this embodiment, the lower electrode 106 is a pixel electrode, the upper electrode 105 is a counter electrode, and the lower substrate 102 is an element substrate. The upper substrate 101 is a counter substrate. In this case, the TFT element 30 (see FIG. 1) such as the thin film transistor 117 can be formed on the lower substrate 102 side, for example, but is not shown in the present embodiment.
[0031]
Next, in the liquid crystal device of the present embodiment, a region used for display in the liquid crystal layer 103 includes a reflective display region R and a transmissive display region T, and these display portions are formed with different liquid crystal layer thicknesses. Specifically, the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b described above is formed in the reflective display region R, and the concave portion 122a is formed in the transmissive display region T. This liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) The thickness of the liquid crystal layer 103 in the reflective display region R is configured to be smaller than the thickness of the liquid crystal layer 103 in the transmissive display region T based on the formation of the (layer) 122b. That is, the thickness of the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b is configured to be large in the reflective display region R and small or not formed in the transmissive display region T. The liquid crystal layer thickness is reduced, and the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b functions as a reflection-side liquid crystal layer thinning means for thinning the liquid crystal layer 103 in the reflective display region R.
[0032]
Here, the reflective layer 116 is formed in the reflective display region R, and the opening edge of the opening 116a of the reflective layer 116 is the boundary between the reflective display region R and the transmissive display region T. Therefore, the transmissive display region T is formed in the opening 116a, light is incident from the backlight 104 through the opening 116a, and the incident light passes through the liquid crystal layer 103 and is used for transmissive display. Yes.
[0033]
In addition, the opening edge of the opening 116a in the reflective layer 116 is formed in an inclined area provided with the inclined surface 124 of the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b. It is configured to include a boundary portion with the transmissive display region T. Therefore, the layer thickness of the liquid crystal layer 103 continuously changes in the vicinity of the boundary between the reflective display region R and the transmissive display region T along the inclined surface 124 of the inclined region. Specifically, the layer thickness of the liquid crystal layer 103 located above the bottom surface 123 or the inclined surface 124 of the concave portion 122a is equal to the liquid crystal layer located above the flat surface 125 of the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b. The layer thickness is larger than 103.
[0034]
Next, FIG. 3 is a schematic plan view of the pixel electrode 106 of the liquid crystal device shown in FIG. 2. In the liquid crystal device of this embodiment, the display area is configured by a collection of a large number of pixels g as shown in FIG. Each pixel g is partitioned by a substantially square portion in which three vertically long pixel electrodes 106 are assembled when the pixel electrode 106 is viewed in plan. Since the liquid crystal device of the present embodiment has a structure premised on color display, specifically, one pixel g having a substantially square shape in plan view partitioned by three pixel electrodes 106 shown in FIG. It is divided into two dots g1, g2, and g3. A rectangular concave portion 122a is formed at the central portion of the pixel electrode 106 corresponding to these dots g1 to g3, and the pixel electrode 106 is also formed on the bottom side of the concave portion 122a. The rectangular concave portion 122a is provided with the above-described inclined surface 124 at each of the four sides, and the inner edge thereof is a transmissive display region T.
[0035]
The size of the opening 116a formed in the reflective layer 116 is such that the vertical width and horizontal width of each dot are about a fraction of the size of any one of the dots g1, g2, and g3. Formed. Further, the horizontal width of each dot g1, g2, g3 is set to 80 μm, for example, and the horizontal width of the pixel g constituted by each dot g1, g2, g3 is set to 240 μm, for example, and each dot g1, g2, g3 The vertical width, that is, the vertical width of the pixel g is, for example, 240 μm. The opening width of the opening 116a can be set to, for example, 30 μm, and the opening length can be set to, for example, about 100 μm.
[0036]
A thin film transistor 117 as a switching element for driving the pixel electrode 106 is formed in a corner portion around each dot, and a scanning line 118 and a data line 119 for supplying power to the thin film transistor 117 are further provided. In this embodiment, the thin film transistor 117 is provided as a switching element. However, a two-terminal linear element or a switching element having another structure may be applied as the switching element.
[0037]
In addition, the colored portions of the color filter 110 (see FIG. 2) are arranged so as to correspond to the planar positions of the dots g1, g2, and g3. The color filter 110 includes colored portions 110A, 110B, and 110C colored in any one of “R (red), G (green), and B (blue)”, and a light-shielding layer (black) disposed at a boundary portion between these colored portions. Matrix) 110a. In the structure of the color filter 110 shown in FIG. 2, the colored portions are repeatedly arranged in the order of 110A (red), 110B (green), and 110C (blue). However, the arrangement order of these colored portions is an example. Any arrangement such as a random arrangement, a mosaic arrangement, or an arrangement in another order may be used.
[0038]
Next, in the transflective liquid crystal device of the present embodiment, as shown in FIG. 4, between the upper and lower substrates sandwiching the liquid crystal layer 103, that is, between the upper substrate 101 and the lower substrate 102 having an alignment film or the like. Between them, spherical spacers 15 and 16 are arranged to make the distance between the substrates uniform. In the case of this embodiment, the small-diameter spacer 15 having a relatively small diameter is disposed on the hill portion of the convex portion of the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b, that is, the step of the step portion, while the concave portion A large-diameter spacer 16 having a relatively large diameter is disposed at 122a.
[0039]
In addition, the spacers 15 and 16 have different elastic coefficients, and in the present embodiment, for example, a spacer having a large diameter 16 having a small elastic coefficient is used. Specifically, those having different elastic coefficients under the following conditions can be used.
[0040]
First, it is assumed that the accuracy of the liquid crystal layer thickness is improved in the reflective display region where the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b is formed, and that the display of the reflection is important. Then, after assuming the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display region and the transmissive display region, the spacer to be used is determined. For the reflective display region, a spacer (hard silica sphere) having a large elastic coefficient and having a set liquid crystal layer thickness is employed. On the other hand, a slight deformation is expected in the transmissive display region, and a spacer (soft silica sphere) having a small elastic coefficient and having a thickness slightly larger than the set liquid crystal layer thickness is adopted.
[0041]
Specifically, when a hard silica sphere and a soft silica sphere exhibiting deformation behavior as shown in the graph of FIG. 5 are respectively employed and the liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, for example, when a spacer is sandwiched between the substrates. For example, 0.04 (gf / cm ² ). In this case, the soft silica sphere is elastically deformed by 0.15 μm, and the hard silica sphere is hardly deformed.
[0042]
Therefore, at the time of manufacturing, in the reflective display region R including the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b, the deformation of the spacer 15 is small, and the substrate interval, that is, the liquid crystal layer thickness can be precisely designed. In the concave portion 122a, the spacer 16 is greatly deformed, and the substrate spacing (liquid crystal layer thickness) can be finely controlled. In this case, as shown in more detail in FIG. 6, the spacer 16 has a slightly distorted spherical shape, while the spacer 15 has a spherical shape with almost no distortion.
[0043]
In addition, these spacers 15 and 16 can be comprised by the spherical member which consists of silicon dioxide, polystyrene, etc., for example. The diameters of the spacers 15 and 16 are set in accordance with the thickness (cell thickness) of the liquid crystal layer 103 sealed in the liquid crystal device, and are selected from a range of 1.0 to 8.0 (μm), for example. In the present embodiment, for example, the spacer 15 is set to 3.2 μm and the spacer 16 is set to 5.5 μm.
[0044]
Further, as the spacers 15 and 16, a structure in which a thermoplastic resin is applied to the surface can be adopted. In this case, the spacers 15 and 16 can be stably fixed to the substrate, for example, by performing heat treatment after the spacers 15 and 16 are disposed at predetermined positions of the substrate at the time of manufacturing described later. , 16 can float and shift from a predetermined position to further prevent or suppress the occurrence of problems.
[0045]
As described above, in the embodiment of the present invention, the configuration of the spacer is characteristic. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and each of the embodiments is not limited to the scope described in each claim. The present invention is not limited to the wording of the claims, and can be appropriately added to the scope that can be easily replaced by those skilled in the art and based on the knowledge that those skilled in the art normally have. For example, in the present embodiment, an active matrix type liquid crystal device has been exemplified, but the configuration according to the present invention can also be adopted for a simple matrix type liquid crystal device, for example. Further, in the present embodiment, a configuration having a color filter on the premise of color display is exemplified, but the configuration of the present invention can also be adopted in a liquid crystal display device that performs monochrome display.
[0046]
[Method of manufacturing liquid crystal device]
Next, several examples of the method for manufacturing the liquid crystal device shown in the above embodiment will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an outline of an example of a method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention. In the manufacturing method in this case, a pre-substrate is prepared in advance. First, the TFT substrate 30 is provided on the lower substrate 102 made of glass or the like, and an uneven portion is formed on the lower substrate 102 by etching using hydrofluoric acid or the like, and the reflective layer 116 is formed in a region corresponding to the reflective display region. In addition, an uneven portion is also formed in the reflective layer 116 by etching or the like. Thereafter, a liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b is formed over the reflective layer 116 and over a part of the reflective layer non-formation region (transmission display region). A pre-lower substrate in which the pixel electrode 106 and the alignment film 107 are formed on the insulating layer 122b and the lower substrate 102 is prepared in advance. In this case, the reflective layer 116 and the pixel electrode 106 can be formed by, for example, vacuum deposition or sputtering, and the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b and the alignment film 107 can be formed by, for example, coating. It is possible to form a film, and each is processed into a predetermined shape by an etching process or the like.
[0047]
As shown in FIG. 7, spacers are arranged on the pre-substrate prepared in this way (spacer arranging step). In this case, masks 275 and 276 are provided for each predetermined region on the pre-substrate, and predetermined spacers 15 and 16 are selectively disposed in regions where the masks 275 and 276 are not formed. Specifically, first, as shown in FIG. 7A, a mask 275 is applied to a region corresponding to the concave portion 122a, that is, a region corresponding to the transmissive display region, and the spacer 15 having a high elastic coefficient is disposed. Next, a mask 276 is applied to a region corresponding to the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b, that is, a region corresponding to the reflective display region, and a spacer 16 having a large diameter and a low elastic coefficient is disposed. In this way, spacers 15 and 16 having different sphere diameters and elastic coefficients are selectively provided for each of the two regions having different liquid crystal layer thicknesses.
[0048]
In this way, a pre-substrate in which the spacers 15 and 16 are disposed in each region, and a counter-side pre-substrate in which the color filter 110, the counter electrode 105, and the alignment film 111 are stacked on the upper substrate 101 are liquid crystal material between the two substrates. Bonding is performed while sandwiching the substrate (substrate bonding step). Through such a process, a liquid crystal device having a configuration in which different spacers are provided for each region as shown in the above embodiment is manufactured.
[0049]
Next, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of a method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention. In this case as well, a pre-substrate is prepared in advance by laminating the reflective layer 116, the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b, the pixel electrode 106, and the alignment film 107 on the lower substrate 102 including the TFT element 30. .
[0050]
Spacers are arranged on the prepared pre-substrate by photolithography as shown in FIG. 8 (spacer arranging step). In this case, first, as shown in FIG. 8A, a photoresist 280 is formed on the alignment film 107 with a material having a relatively large elastic coefficient, and then a liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer). The spacer 15 shown in FIG. 8B is placed on the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b by mask exposure, development, etching, and resist stripping in a predetermined region to form the spacer 15 in the region where the 122b is formed. To form. In this case, the spacer 15 to be formed is a columnar object.
[0051]
On the other hand, a photoresist is formed of a material having a relatively small elastic coefficient, and the spacer 16 is formed in the region where the concave portion 122a is formed by the same mask exposure, development, etching, and resist peeling. The spacer 16 in this case is also a columnar object, and the upper surface of the columnar object is formed to be slightly lower than the upper surface of the spacer 15 formed in the step of FIG.
[0052]
Thus, for each of the two regions having different liquid crystal layer thicknesses, the spacer 15 and the spacer 16 having different height dimensions and elastic coefficients are selectively disposed to prepare a pre-substrate. After that, the pre-substrate in which the spacers 15 and 16 are arranged in each region in this manner, and the counter-side pre-substrate in which the color filter 110, the counter electrode 105, and the alignment film 111 are stacked on the upper substrate 101 are interposed between the two substrates. Bonding is performed while holding the liquid crystal material (substrate bonding step). Through such a process, a liquid crystal device having a configuration in which different spacers are provided for each region as shown in the above embodiment is manufactured.
[0053]
Further, different spacers 15 and 16 can be arranged for each predetermined region by an ink jet method using the ink jet nozzle 300 as shown in FIGS. 9 and 10. The ink jet method is a method used for an ink jet printer or the like, and is used for spraying an object such as a dispersion liquid to a predetermined position. Specifically, the dispersion liquid of the spacer 15 is dispersed in the area (reflection display area) where the liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b is formed, and the dispersion liquid of the spacer 16 is the area where the concave portion 122a is formed. It is possible to dispose the spacers 15 and 16 in a predetermined area by spraying on the (transmission display area) and volatilizing the solvent.
[0054]
A pre-substrate in which spacers 15 and 16 are respectively disposed in predetermined regions by such an ink jet method, and a counter-side pre-substrate in which a color filter 110, a counter electrode 105, and an alignment film 111 are stacked on an upper substrate 101 are disposed between both substrates. Thus, a liquid crystal device having a structure in which different spacers are provided for each region as shown in the above embodiment can be manufactured.
[0055]
Hereinafter, the ink jet method will be described. First, in the present embodiment, the spacers 15 to 16 are uniformly applied at a predetermined concentration by ultrasonic waves or the like in a single solvent selected from water, chlorofluorocarbon, isopropyl alcohol, ethanol and the like or two or more mixed solvents. Dispersed spacer dispersion solutions X and Y are prepared. Thereafter, by using an inkjet nozzle 300 as shown in FIGS. 9 and 10, the spacer dispersion solution X and the spacer dispersion solution Y are discharged onto the pre-substrate. At this time, the discharge position and the number of discharges of the discharged liquid droplets can be arbitrarily set, and a predetermined amount of the spacer dispersion solution can be discharged to a predetermined position on the pre-substrate.
[0056]
9 and 10 show a perspective view and a cross-sectional view of the inkjet nozzle 300, respectively. As illustrated, the inkjet nozzle 300 includes, for example, a stainless steel nozzle plate 310 and a vibration plate 320, which are joined via a partition member (reservoir plate) 330. A plurality of spaces 340 and a liquid reservoir 350 are formed between the nozzle plate 310 and the vibration plate 320 by the partition member 330. Each space 340 and the inside of the liquid reservoir 350 are filled with the spacer dispersion solution X or the spacer dispersion solution Y described above, and each space 340 and the liquid reservoir 350 communicate with each other via a supply port 360. Further, the nozzle plate 310 is provided with nozzle holes 370 for injecting the spacer dispersion solution X or the spacer dispersion solution Y from the space 340. On the other hand, a hole 380 for supplying the spacer dispersion solution X or the spacer dispersion solution Y to the liquid reservoir 350 is formed in the vibration plate 320.
[0057]
As shown in FIG. 10, a piezoelectric element 390 is bonded to the surface of the diaphragm 320 opposite to the surface facing the space 340. The piezoelectric element 390 is located between the pair of electrodes 400 and bends so that when energized, the piezoelectric element 390 protrudes outward. Bend. As a result, the volume of the space 340 increases. Accordingly, the spacer dispersion solution X or the spacer dispersion solution Y corresponding to the increased volume in the space 340 flows from the liquid reservoir 350 through the supply port 360. Next, when energization to the piezoelectric element 390 is released, both the piezoelectric element 390 and the diaphragm 320 return to their original shapes. As a result, the space 340 also returns to its original volume, so that the pressure of the spacer dispersion solution X or the spacer dispersion solution Y inside the space 340 increases, and the spacer dispersion solution X or the spacer dispersion solution is directed from the nozzle hole 370 toward the substrate. A droplet 410 of Y is ejected.
[0058]
According to the spacer arrangement method using such an ink jet method, the arrangement positions of the spacers 15 and 16 can be controlled. Specifically, the spacer 15 is a liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer) 122b. It is possible to provide a liquid crystal device having a configuration in which the spacer 16 is disposed in the region (transmission display region) where the concave portion 122a is formed in the formed region (reflection display region).
[0059]
[Electronics]
Next, specific examples of electronic devices each including any of the liquid crystal devices described in the above embodiments will be described.
[0060]
FIG. 11A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 11A, reference numeral 500 denotes a mobile phone body, and reference numeral 501 denotes a liquid crystal display unit including any of the liquid crystal devices of the above-described embodiment.
[0061]
FIG. 11B is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 11B, reference numeral 600 denotes an information processing apparatus, reference numeral 601 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 603 denotes an information processing main body, and reference numeral 602 denotes a liquid crystal display unit including any of the liquid crystal devices of the above embodiments. ing.
[0062]
FIG. 11C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 11C, reference numeral 700 denotes a watch body, and reference numeral 701 denotes a liquid crystal display unit including any of the liquid crystal devices of the above-described embodiment.
[0063]
As described above, each of the electronic devices shown in FIGS. 11A to 11C includes any of the liquid crystal devices of the above-described embodiments, and thus has excellent display quality with less display unevenness and the like. It becomes an electronic device.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the liquid crystal device in which the spacer for uniformly holding the distance between the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer is disposed, the liquid crystal layer is relatively thick in the region where the liquid crystal layer is relatively thick. Since a spacer having a large height is arranged and a spacer having a relatively small height is arranged in a region having a relatively small liquid crystal layer thickness, the liquid crystal layer thickness can be controlled with higher accuracy. Accordingly, it is possible to provide a liquid crystal device in which display defects such as display unevenness are less likely to occur. In addition, the elastic coefficient varies depending on whether the area where the liquid crystal layer thickness is small is the reflective display area, the area where the liquid crystal layer thickness is large is the transmissive display area, and the display device emphasizes either reflective display or transmissive display. As a result, the thickness of the liquid crystal layer can be controlled with higher accuracy in the display area to be emphasized, and a display with excellent visibility can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines and the like in a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure of the liquid crystal device in FIG.
3 is a partially enlarged plan view showing an enlarged pixel electrode of the liquid crystal device of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing the arrangement positional relationship of spacers.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing application conditions for two different types of spacers.
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram showing a configuration of a spacer sandwiched between substrates.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a manufacturing method of the liquid crystal device according to the embodiment.
FIG. 8 is an explanatory view showing a different example of the method for manufacturing the liquid crystal device of the present embodiment.
FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating an example of an inkjet nozzle.
10 is a schematic cross-sectional view of the inkjet nozzle of FIG.
FIGS. 11A and 11B are perspective views illustrating some examples of an electronic apparatus according to the invention. FIGS.
[Explanation of symbols]
15,16 Spacer
103 Liquid crystal layer
101 Upper substrate (counter substrate)
102 Lower substrate (TFT array substrate, element substrate)
122a Liquid crystal layer thickness control layer (insulating layer)
122b concave part
R Reflective display area
T Transparent display area

Claims

A liquid crystal device having a plurality of pixels in which spacers for forming a predetermined interval are disposed between a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer,
Each of the plurality of pixels has a reflective display area and a transmissive display area surrounded by the reflective display area,
One of the pair of substrates is provided with an insulating layer for making the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display region thinner than the thickness of the transmissive display region,
A region from the reflective display region to the transmissive display region of the insulating layer is formed as an inclined surface,
The liquid crystal layer in the reflective display region is provided with a spherical first spacer having a diameter corresponding to the thickness of the liquid crystal layer, while the liquid crystal layer in the transmissive display region is provided with the liquid crystal layer. A liquid crystal device , wherein a spherical second spacer having a diameter corresponding to a thickness is selectively provided .

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first spacer is soft, and the second spacer is harder than the first spacer.

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the insulating layer is formed at least in the reflective display region.

The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 3, wherein a thermoplastic resin is attached to a part or all of the surface of the spacer.

5. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein a spacer disposing step of disposing a spacer on at least one of the pair of substrates, and disposing the spacer. Including a substrate laminating step for laminating the provided substrate and the other substrate,
In the spacer disposing step, a spacer dispersion solution in which the spacer is dispersed in a predetermined solvent is applied to the reflective display region and the reflective display region by a droplet discharge method capable of arbitrarily setting the discharge position and the number of discharges of the discharged droplets. A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein the spacers are disposed on the substrate by selectively ejecting first and second spacers to the transmissive display region and evaporating the solvent.